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JPH11127098A - Space communication method - Google Patents

Space communication method

Info

Publication number
JPH11127098A
JPH11127098A JP29101997A JP29101997A JPH11127098A JP H11127098 A JPH11127098 A JP H11127098A JP 29101997 A JP29101997 A JP 29101997A JP 29101997 A JP29101997 A JP 29101997A JP H11127098 A JPH11127098 A JP H11127098A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
satellite
communication
satellites
orbit
earth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29101997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koitaro Kasai
鯉太郎 笠井
Masao Sato
正雄 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP29101997A priority Critical patent/JPH11127098A/en
Publication of JPH11127098A publication Critical patent/JPH11127098A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の衛星通信においては、静止軌道位置を
数多く確保する必要があるとともに、中低高度軌道衛星
の地上局との可視時間制約による運用へのインパクトが
大きく、通信伝送損失、伝送時間遅延が生じたり、ま
た、地上局、衛星各々に大型アンテナを具備する必要が
あった。 【解決手段】 コンフォーマルアレイアンテナ方式の送
受信機と中継機とを備えた衛星通信装置を搭載した人工
衛星群を複数本のケーブルにより結合することにより、
電波によるデータ回線を用いることなくコンフォーマル
空中線方式より、衛星と地上局間の大容量衛星通信を行
えるようにした。
(57) [Summary] [PROBLEMS] In conventional satellite communication, it is necessary to secure a large number of geosynchronous orbital positions, and the impact on operation of medium- and low-altitude orbit satellites with ground stations due to visible time restrictions is large, and communication Transmission loss and transmission time delay occur, and it is necessary to equip each ground station and satellite with a large antenna. SOLUTION: An artificial satellite group equipped with a satellite communication device having a transceiver of a conformal array antenna system and a repeater is connected by a plurality of cables,
High-capacity satellite communication between satellites and ground stations has been made possible by using the conformal antenna method without using data lines by radio waves.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、デジタルビーム
フォーミング方式の通信アレイを備えた複数の人工衛星
群と軌道上で衛星間を光ファイバーケーブルで結合し、
衛星通信を行う方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of connecting a plurality of artificial satellites provided with a communication array of a digital beam forming system to satellites in orbit by an optical fiber cable,
The present invention relates to a method for performing satellite communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は、従来の衛星通信の概念を示した
ものである。従来、衛星間の通信は、地球を周回する周
回軌道衛星で軌道高度が数百Kmから2000km以下
を飛翔する衛星同士では通信回線が確保されない場合が
あるため、地上局を介して静止衛星との通信を行わざる
を得なかった。
FIG. 9 shows the concept of conventional satellite communication. 2. Description of the Related Art Conventionally, communication between satellites orbits orbiting satellites orbiting the earth at an orbit altitude of several hundred km to 2000 km or less may not have a communication line in some cases. I had to communicate.

【0003】図9において、1は地球を周回する周回軌
道衛星であって、軌道高度が数百Kmから2000km
以下であり、地球を周回する軌道上を一定間隔で配置さ
れ、1a、1b、1c、1d等により構成され、2は周
回軌道衛星1が配置されている地球周回の衛星軌道であ
り、ロからイの方向に移動し、3は周回衛星と地上局と
の間の通信を司る静止通信衛星であり、3a、3b等に
より構成され、4は地球、5は衛星通信を中継する地上
局、5は本宇宙通信方式の内、地上にある構成セグメン
トであって、衛星通信を中継する地上局であり、5a、
5b等により構成され、6は地上局5内にある地上局通
信アンテナ、7は地上局受信器、8が地上局送信器、9
が地上通信機器、10が地上ユーザである。また、Aは
周回軌道衛星と静止通信衛星との通信リンクであり、静
止通信衛星に対応して、Aa、Ab等により構成され、
Bは静止衛星と地上局との通信リンクであり、同様に静
止通信衛星に対応して、Ba、Bb等により構成され、
Cは地上局と地上ユーザとの通信回線であり、イ、及び
ロの双方向の通信を行い、Dは周回軌道衛星と地上局と
の通信リンクであり、衛星から地上局のダウンリンク回
線D1、及び地上局から衛星へのアップリンク回線D2
により構成され、ダウンリンク回線D1は、D1a、D
1b、アップリンク回線D2は、D2a、D2b等によ
り構成される。ここでは、衛星機数、衛星間軌道数、地
上局数等の例をサンプルとして示したが、他の機数、個
数でも同様である。
In FIG. 9, reference numeral 1 denotes an orbiting satellite orbiting the earth, with an orbit altitude of several hundred km to 2000 km.
The following are arranged at regular intervals on the orbit orbiting the earth, are constituted by 1a, 1b, 1c, 1d, etc., and 2 is a satellite orbit around the earth where the orbiting satellite 1 is arranged. 3 is a geostationary communication satellite that controls communication between the orbiting satellite and the ground station, and includes 3a, 3b, etc., 4 is the earth, 5 is a ground station that relays satellite communication, 5 is a ground station, Is a constituent segment on the ground in the space communication system, and is a ground station for relaying satellite communication.
5b, etc., 6 is a ground station communication antenna in the ground station 5, 7 is a ground station receiver, 8 is a ground station transmitter, 9
Is a ground communication device, and 10 is a ground user. A is a communication link between the orbiting satellite and the geostationary communication satellite, and is composed of Aa, Ab, etc., corresponding to the geostationary communication satellite,
B is a communication link between the geosynchronous satellite and the ground station, which is also composed of Ba, Bb, etc., corresponding to the geosynchronous communication satellite,
C is a communication line between the ground station and the terrestrial user, performs bidirectional communication of A and B, D is a communication link between the orbiting satellite and the ground station, and a downlink line D1 from the satellite to the ground station. And an uplink line D2 from the ground station to the satellite
And the downlink line D1 is composed of D1a, D1
1b, the uplink line D2 is composed of D2a, D2b, and the like. Here, an example of the number of satellites, the number of orbits between satellites, the number of ground stations, and the like is shown as a sample, but the same applies to other numbers and numbers of units.

【0004】次に、動作について説明する。地球4を周
回する周回軌道衛星1から、データ、音声、画像等の情
報を地上のユーザに伝送する場合は、先ず、静止衛星3
に対して通信リンクAによリデータを伝送し、さらに通
信リンクBを用いて地球上の地上局5に対してデータを
伝送する。この際、通信リンクDの内、ダウンリンクD
1を地球上の地上局5に送信し、送信器7により受信
し、地上通信機器9によりデータ処理された後、通信回
線Cを介して地上ユーザ10にデータが伝送される。さ
らに、地上ユーザ10から発信されたデータは、通信回
線Cを通って地上局5内の地上通信機器によりデータ処
理された後、送信器9からアンテナ6より、アップリン
クD2を周回衛星1、若しくは静止軌道衛星2に送信さ
れる。
Next, the operation will be described. When transmitting information such as data, voice, and images from the orbiting satellite 1 orbiting the earth 4 to a user on the ground, first, the geostationary satellite 3
The communication link A transmits the data, and the communication link B transmits the data to the ground station 5 on the earth. At this time, of the communication links D, the downlink D
1 is transmitted to the ground station 5 on the earth, received by the transmitter 7, and subjected to data processing by the terrestrial communication device 9, after which data is transmitted to the terrestrial user 10 via the communication line C. Further, the data transmitted from the terrestrial user 10 is subjected to data processing by the terrestrial communication device in the terrestrial station 5 through the communication line C, and then transmitted from the transmitter 9 to the satellite 1 orbiting the uplink D2 from the antenna 6 or It is transmitted to the geosynchronous orbit satellite 2.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の宇宙通信方法
は、以上のように行われるので、宇宙における貴重なリ
ソースである静止軌道位置を数多く確保する必要かある
とともに、中低高度軌道衛星の地上局との可視時間制約
による運用へのインパクトが大きく、通信伝送損失、伝
送時間遅延が生じたり、また、地上局、衛星各々に大型
アンテナを具備する必要があるなどの課題があった。こ
うした課題に対し、移動体通信の実現手段として、現在
システム開発が行われている幾つかの移動体通信システ
ムにおいては、中低軌道高度に多数の衛星を配置し、衛
星間通信を行うという複数の衛星通信システムが提案さ
れ、開発されつつある。また、軌道上に複数衛星を配置
し、衛星間を光ケーブルによって結合するという方法が
提案されている。然るに、これらの方法においても、衛
星姿勢制御機能に起因するコストインパクト、光ケーブ
ルの断線による通信システム機能の喪失、衛星軌道保持
運用の煩雑、隣接衛星間の電波干渉、多数衛星の同時追
跡管制の実現性、通信伝送容量の制約等の課題が多く残
る。
Since the conventional space communication method is performed as described above, it is necessary to secure a large number of geosynchronous orbital positions, which are valuable resources in space. There were problems such as a large impact on operation due to restrictions on the visible time with the station, a communication transmission loss and a transmission time delay, and a large antenna required for each of the ground station and the satellite. In response to these problems, some mobile communication systems currently under development as a means of realizing mobile communication include a method in which a large number of satellites are arranged at middle and low orbit altitudes and inter-satellite communication is performed. Satellite communication systems have been proposed and are being developed. Also, a method has been proposed in which a plurality of satellites are arranged in orbit, and the satellites are connected by an optical cable. However, even with these methods, cost impact due to satellite attitude control function, loss of communication system function due to disconnection of optical cable, complexity of satellite orbit maintenance operation, radio interference between adjacent satellites, realization of simultaneous tracking control of multiple satellites Many problems remain, such as limitations on communication performance and communication transmission capacity.

【0006】この発明は、上記のような課題を解消する
ために提案するものであり、通常の衛星通信に伴う電波
干渉を回避することができ、静止衛星通信伝送における
致命的な時間遅れの影響を減少させ、伝送容量を拡大
し、移動体通信を可能とする宇宙通信方法を得るととも
に、光ケーブル方式の中継線断線へのロバスト性を向上
し、通常通信衛星に具備すベき姿勢制御機能を省くこと
により、通信システム構築の容易性を高めることを目的
としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is proposed to solve the above-mentioned problems, and can avoid radio interference caused by ordinary satellite communication, and can be used to prevent the influence of a fatal time delay in geostationary satellite communication transmission. Space communication method that enables mobile communication by increasing transmission capacity, improving the robustness to the disconnection of the trunk line of the optical cable system, and improving the attitude control function normally provided in communication satellites. It is intended to improve the easiness of communication system construction by omitting it.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1の発明による宇宙通
信方法は、コンフォーマルアレイアンテナ方式の送受信
機と中継機とを備えた衛星通信装置を搭載した人工衛星
群を複数本のケーブルにより結合することにより、電波
によるデータ回線を用いることなくコンフォーマル空中
線方式より、衛星と地上局間の大容量衛星通信を行える
ようにしたものである。
A space communication method according to a first aspect of the present invention connects a satellite group equipped with a satellite communication device having a conformal array antenna type transceiver and a repeater by a plurality of cables. By doing so, large-capacity satellite communication between satellites and ground stations can be performed by the conformal antenna system without using a data line using radio waves.

【0008】また、第2の発明による宇宙通信方法は、
周回軌道の人工衛星群と、衛星間を結合する光ファイバ
ーケーブルと、衛星に搭載された通信アンテナ、送信
機、受信機、及び通信機器とを備えた移動または固定の
地球局と、軌道上衛星との間をコンフォーマル空中線を
用いてリンクを形成することにより、複数の地球上の地
域間の通信を行うことにより、衛星と地上局間の大容量
衛星通信を行えるようにしたものである。
[0008] A space communication method according to a second aspect of the present invention includes:
A mobile or fixed earth station equipped with a satellite group in orbit, an optical fiber cable connecting the satellites, a communication antenna, a transmitter, a receiver, and communication equipment mounted on the satellite, and an orbiting satellite. By using a conformal antenna to form a link between the satellites, communication between a plurality of regions on the earth is performed, thereby enabling large-capacity satellite communication between satellites and ground stations.

【0009】また、第3の発明による宇宙通信方法は、
衛星間を結合する光ファイバーケーブルを複数本とし、
衛星間でクロスリンクさせ、冗長構成を取ることによ
り、衛星と地上局間の信頼性の高い大容量衛星通信を行
えるようにしたものである。
Further, a space communication method according to a third aspect of the present invention
Using multiple optical fiber cables to connect satellites,
A high-capacity satellite communication between the satellite and the ground station can be performed with high reliability by cross-linking the satellites and taking a redundant configuration.

【0010】また、第4の発明による宇宙通信方法は、
6角形、8角形等の多角形形状の衛星構体を適用するこ
とにより、構体上の太陽電池セルの張り付けを容易とす
ることにより、衛星と地上局間の大容量衛星通信を行え
るようにしたものである。
[0010] A space communication method according to a fourth invention is characterized in that:
A large-capacity satellite communication between a satellite and a ground station by applying a polygonal satellite structure such as a hexagon or octagon to facilitate attachment of solar cells on the structure. It is.

【0011】また、第5の発明による宇宙通信方法は、
地球センサ、ジャイロ、太陽センサ等の姿勢制御センサ
ーデータをベースに搭載制御回路により軌道上姿勢決定
機能を有することにより、デジタルビームフォーミング
制御を行い、対衛星、対地球との指向制御を自立的に行
うことにより、衛星と地上局間の運用性の高い衛星通信
を行えるようにしたものである。
A space communication method according to a fifth aspect of the present invention includes:
Attitude control function based on earth sensor, gyro, sun sensor, etc. Based on on-orbit attitude determination function by on-board control circuit, digital beam forming control is performed, and autonomous pointing control between satellite and earth is performed. By doing so, highly operable satellite communication between the satellite and the ground station can be performed.

【0012】また、第6の発明による宇宙通信方法は、
搭載受信機により地上からのビーコン信号を受信し、搭
載制御回路により姿勢決定を行い、デジタルビームフォ
ーミング制御を行うことにより、衛星と地上局間の運用
性の高い衛星通信を行えるようにしたものである。
A space communication method according to a sixth aspect of the present invention
A beacon signal from the ground is received by the onboard receiver, the attitude is determined by the onboard control circuit, and digital beamforming control is performed to enable highly operable satellite communication between the satellite and the ground station. is there.

【0013】また、第7の発明による宇宙通信方法は、
搭載GPS受信機により、衛星軌道、姿勢情報を検出す
ることにより、デジタルビームフォーミング制御を行
い、対衛星、対地球との指向制御を自立的に行うことに
より、衛星と地上局間の運用性の高い衛星通信を行える
ようにしたものである。
A space communication method according to a seventh aspect of the present invention
Digital beamforming control is performed by detecting the satellite orbit and attitude information by the onboard GPS receiver, and the directional control between the satellite and the earth station is performed by autonomously controlling the pointing to the satellite and the earth. It enables high satellite communication.

【0014】また、第8の発明による宇宙通信方法は、
姿勢制御センサーデータをベースに搭載制御回路により
軌道上姿勢決定機能を有すると同時に、太陽電地パドル
を衛星構体に具備し、太陽方向制御を行うことにより、
大電力を必要とする大出力通信ミッション搭載を可能と
することにより、大容量を必要とする伝送レートの場合
に、衛星と地上局間の衛星通信を行えるようにしたもの
である。
[0014] The space communication method according to the eighth invention is characterized in that:
By having the on-orbit attitude determination function by the on-board control circuit based on the attitude control sensor data, at the same time equipping the solar structure paddle on the satellite structure and controlling the sun direction,
By enabling high-power communication missions that require large power, satellite communications between satellites and ground stations can be performed at transmission rates that require large capacity.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1を示す機
能説明図であり、図において、1が地球を周回する人工
衛星群であり、1a、1b、1c、1d、1e、1f等
の複数の人工衛星から構成され、2が人工衛星群1を通
信結合する光ファイバー路であり、2つの人工衛星1
a、1bを結合する2a等、他に2b、2c、2d、2
e、2f等、個々の光ファイバー路から構成され、4は
地球、11が人工衛星1a内の衛星通信装置、12は衛
星通信装置11を構成する受信機、13は衛星通信装置
11を構成する中継機、14衛星通信装置11を構成す
る送信機である。Eは2つの人工衛星を通信結合するコ
ンフォーマル衛星間空中線てある。またこの実施例で
は、人工衛星、光ファイバーを各々10個により衛星通
信システムを構成しているが、人工衛星、及び光ファイ
バーの構成数は問わない。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a functional explanatory view showing Embodiment 1 of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a group of artificial satellites orbiting the earth, and a plurality of artificial satellites such as 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, and 1f. 2 is an optical fiber path for communicatively coupling the artificial satellite group 1, and the two artificial satellites 1
a, 2a connecting 1b, etc., 2b, 2c, 2d, 2
e, 2f, etc., each is composed of optical fiber paths, 4 is the earth, 11 is a satellite communication device in the artificial satellite 1a, 12 is a receiver forming the satellite communication device 11, and 13 is a relay forming the satellite communication device 11. , 14 are transmitters constituting the satellite communication device 11. E is a conformal intersatellite antenna that communicatively couples two satellites. Further, in this embodiment, the satellite communication system is constituted by ten artificial satellites and ten optical fibers, respectively, but the number of artificial satellites and optical fibers is not limited.

【0016】以下に、この発明による図1に示す実施の
形態の動作を説明する。この発明における宇宙通信方法
は、アレイアンテナと送信機と中継機と受信機とを備え
た衛星通信装置を複数の人工衛星群に搭載し、衛星をほ
ぼ同一の軌道面内に配置し、衛星軌道に沿って光ファイ
バーケーブルを施設し、隣接の衛星間を光ファイバーに
より通信路として結合し、衛星間の通信をコンフォーマ
ル空中回線により、衛星通信を行うことができる。ここ
では、地球4を周回する人工衛星1bから人工衛星1e
にデータ伝送する場合の動作を示す。先ず、人工衛星1
bから光ファイバー2aを用いて人工衛星1aにデータ
を送信する。人工衛星1aから送信されるデータは、人
工衛星1a内の衛星通信装置13における送信機14か
ら空中線Eを通って、人工衛星1d内の衛星通信装置1
1に入力され、衛星通信装置11内の受信機12にてデ
ータを受信する。その後データは、衛星通信装置11内
の中継機13を経て、送信機14よりデータを伝送し、
光ファイバー2cを経由して人工衛星1eに送信され
る。
The operation of the embodiment shown in FIG. 1 according to the present invention will be described below. The space communication method according to the present invention includes a satellite communication device having an array antenna, a transmitter, a repeater, and a receiver mounted on a plurality of artificial satellite groups, disposing the satellites in substantially the same orbit plane, An optical fiber cable is installed along the route, adjacent satellites are connected as a communication path by optical fiber, and satellite communication can be performed by a conformal aerial line for communication between satellites. Here, the artificial satellite 1b orbiting the earth 4 to the artificial satellite 1e
Shows the operation for data transmission. First, satellite 1
b transmits data to the artificial satellite 1a using the optical fiber 2a. Data transmitted from the artificial satellite 1a passes through the antenna E from the transmitter 14 of the satellite communication device 13 in the artificial satellite 1a, and passes through the satellite communication device 1 in the artificial satellite 1d.
1 and received by the receiver 12 in the satellite communication device 11. After that, the data is transmitted from the transmitter 14 via the repeater 13 in the satellite communication device 11,
It is transmitted to the artificial satellite 1e via the optical fiber 2c.

【0017】この発明による方法は、衛星間の通信にお
いては地上局を必要としないところから、中低高度軌道
を使用することができ、貴重な静止軌道位置を必要とし
ない。中低高度軌道衛星を使用するところから、静止衛
星に比較して、伝送路が短縮されるところから、通信伝
送損失、伝送時間遅延、及びアンテナサイズの課題が改
善される。また、電波によるデータ回線を使用しないこ
とから、電波干渉の可能性がないとともに、光ファイバ
ー通信によるため、通信伝送容量の増大が可能となる。
The method according to the invention allows the use of medium to low altitude orbits since no inter-satellite communication requires a ground station and does not require valuable geosynchronous orbit positions. The problem of communication transmission loss, transmission time delay, and antenna size is improved because the transmission path is shortened as compared with the geosynchronous satellite, from the use of the low orbit satellite. In addition, since a data line using radio waves is not used, there is no possibility of radio wave interference, and the communication transmission capacity can be increased because of optical fiber communication.

【0018】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2を示す機能説明図であり、図において、1が地球を
周回する人工衛星、2が人工衛星1を通信結合する光フ
ァイバー路、4は地球、5が通信機器とを備えた移動ま
たは固定の地球局、Eが軌道上衛星と地上局の間のコン
フォーマル空中線を用いたリンクである。本発明による
通信方式は、軌道上衛星と地上局の間のコンフォーマル
空中線を形成することにより、複数の地球上の地域間の
通信を行うことにより、衛星と地上局間の大容量衛星通
信を行えるようにしたものである。
Embodiment 2 FIG. FIG. 2 is a functional explanatory view showing a second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an artificial satellite orbiting the earth, 2 denotes an optical fiber path for communicatively coupling the artificial satellite 1, 4 denotes the earth, and 5 denotes communication equipment. The mobile or fixed earth station with E, E is the link between the on-orbit satellite and the ground station using a conformal antenna. The communication system according to the present invention forms a conformal aerial between an on-orbit satellite and a ground station, thereby performing communication between a plurality of terrestrial regions, thereby achieving large-capacity satellite communication between the satellite and the ground station. It is something that can be done.

【0019】この場合、地上局としては、地球上に固定
されたものでのみならず、必要により、飛行機、ヘリコ
プタ、自動車、人間、動物、観測ブイ、船舶、電車、ロ
ボット等、凡そ通信を必要とする全てのものを含む。本
概念は、実施例2だけではなく、本発明における全ての
実施例において有効である。軌道上衛星と地上局の間の
コンフォーマル空中線を用いたリンクを形成することに
より、複数の地球上の地域間の通信を行うことにより、
衛星と地上局間の大容量衛星通信を行えるようにしたも
のである。
In this case, as the ground station, not only a station fixed on the earth, but also a communication such as an airplane, a helicopter, a car, a human, an animal, an observation buoy, a ship, a train, a robot, etc., as necessary. Includes everything. This concept is effective not only in the second embodiment but also in all the embodiments of the present invention. By forming a link using a conformal antenna between orbiting satellites and ground stations, by communicating between multiple terrestrial regions,
It enables large-capacity satellite communications between satellites and ground stations.

【0020】実施の形態3.図3はこの発明の実施の形
態3を示す補足説明図であり、図1の全体概念の上てさ
らに、1が地球を周回する人工衛星、21が衛星間を結
合する複数本の光ファイバーケーブル、22が他の衛星
とを結合する複数本の光ファイバーケーブル、23が複
数本の光ファイバーを結合するフォトカプラー、15が
衛星内データ処理装置、16が光信号増幅器、18が送
信機、17が受信機、20が通信アンテナシステム、2
1がコンフォーマルアレイ、211〜22nが送受信素
子、19かデジタルビーム制御器である。この実施例で
は、1個の人工衛星に対して、光ファイバーを送受4個
により衛星通信システムを構成しているが、人工衛星、
及び光ファイバーの構成数は問わない。この場合、人工
衛星を結合する光ファイバーを複数設置し、通信回線の
冗長化を図り、敷設した光ファイバー間を機械的に保持
することにより、データ回線の信頼性を向上させること
ができる。また、図3に示すように、人工衛星を結合す
る光ファイバーを複数設置し、通信回線の冗長化を図
り、敷設した光ファイバーの各ノードにフォトカプラを
設置し、データを冗長回線にも伝送可能とすることによ
り、データ回線の信頼性を向上させることができる。
Embodiment 3 FIG. 3 is a supplementary explanatory view showing Embodiment 3 of the present invention. In addition to the general concept of FIG. 1, 1 is an artificial satellite orbiting the earth, 21 is a plurality of optical fiber cables connecting between satellites, Reference numeral 22 denotes a plurality of optical fiber cables for connecting to other satellites, 23 denotes a photocoupler for connecting a plurality of optical fibers, 15 denotes a satellite data processing device, 16 denotes an optical signal amplifier, 18 denotes a transmitter, and 17 denotes a receiver. , 20 are communication antenna systems, 2
1 is a conformal array, 211 to 22n are transmitting / receiving elements, and 19 or a digital beam controller. In this embodiment, a satellite communication system is configured by transmitting and receiving four optical fibers to one artificial satellite.
The number of optical fibers and optical fibers is not limited. In this case, the reliability of the data line can be improved by installing a plurality of optical fibers for connecting the artificial satellites, making the communication line redundant, and mechanically holding the laid optical fibers. Also, as shown in FIG. 3, a plurality of optical fibers for connecting satellites are installed to make the communication line redundant, and a photocoupler is installed at each node of the laid optical fiber so that data can be transmitted to the redundant line. By doing so, the reliability of the data line can be improved.

【0021】実施の形態4.図4はこの発明の実施の形
態4を示す補足説明図であり、図1の全体概念の上でさ
らに、1が地球を周回する人工衛星、6角形の構体構体
23の上に太陽電池セル24が搭載され、衛星構体23
に取り付けられたコンフォーマルアレイ21、221〜
nが送受信素子である。ここでは、太陽電池セル24
が、6角形形状の衛星構体23に搭載された例を示した
が、8角形等の多角形形状の衛星構体を適用する場合も
同様であり、構体上の太陽電池セルの張り付けを容易と
する。
Embodiment 4 FIG. FIG. 4 is a supplementary explanatory view showing Embodiment 4 of the present invention. In the general concept of FIG. 1, 1 is an artificial satellite orbiting the earth, and a solar cell 24 is placed on a hexagonal structure 23. Is mounted on the satellite structure 23
Arrays 21 and 221-
n is a transmitting / receiving element. Here, the solar cell 24
However, although the example in which the satellite structure is mounted on the hexagonal satellite structure 23 is shown, the same applies to the case where a polygonal satellite structure such as an octagon is applied, and the solar cells on the structure are easily attached. .

【0022】実施の形態5.図5はこの発明の実施の形
態5を示す補足機能説明図であり、図1の全体概念の上
でさらに、地球を周回する人工衛星の内部構成として、
26が通信系送信機、27が通信系受信機、25がデジ
タルビーム制御器、28が地球センサ、30がジャイ
ロ、29が太陽センサであり、これらの姿勢制御センサ
ーデータを制御する27搭載制御回路(ACE)により
軌道上姿勢決定機能を有することにより、デジタルビー
ムフォーミング制御を行い、対衛星、対地球との指向制
御を自立的に行う。
Embodiment 5 FIG. 5 is an explanatory diagram of a supplementary function showing a fifth embodiment of the present invention. In addition to the general concept of FIG.
26 is a communication transmitter, 27 is a communication receiver, 25 is a digital beam controller, 28 is an earth sensor, 30 is a gyro, and 29 is a sun sensor. By having an on-orbit attitude determination function by (ACE), digital beam forming control is performed, and pointing control with respect to satellites and the earth is independently performed.

【0023】実施の形態6.図6はこの発明の実施の形
態6を示す補足機能説明図であり、図1の全体概念の上
でさらに、地球を周回する人工衛星の内部構成として、
31がビーコン受信機であり、搭載されたビーコン受信
機31により地上からのビーコン信号を受信し、搭載制
御回路31により姿勢決定を行い、デジタルビームフォ
ーミング制御を行う。
Embodiment 6 FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram of a supplementary function showing a sixth embodiment of the present invention. In addition to the general concept of FIG. 1, as an internal configuration of an artificial satellite orbiting the earth,
A beacon receiver 31 receives a beacon signal from the ground by the mounted beacon receiver 31, determines the attitude by the mounted control circuit 31, and performs digital beamforming control.

【0024】実施の形態7.図7はこの発明の実施の形
態7を示す補足機能説明図であり、図1の全体概念の上
でさらに、地球を周回する人工衛星の内部構成として、
32がGPS受信機であり、搭載されたGPS受信機3
2により、衛星軌道、姿勢情報を検出することにより、
デジタルビームフォーミング制御を行い、対衛星、対地
球との指向制御を自立的に行う。
Embodiment 7 FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram of a supplementary function showing a seventh embodiment of the present invention. In addition to the general concept of FIG. 1, as an internal configuration of a satellite orbiting the earth,
Reference numeral 32 denotes a GPS receiver, and a GPS receiver 3 mounted thereon.
2. By detecting satellite orbit and attitude information,
Performs digital beamforming control, and autonomously controls the pointing with respect to satellites and the earth.

【0025】実施の形態8.図8はこの発明の実施の形
態8を示す補足機能説明図であり、図1の全体概念の上
でさらに、地球を周回する人工衛星の内部構成として、
32がGPS受信機、33がパドル制御電子回路、34
が太陽電池パドルであり、姿勢制御センサーデータをベ
ースに搭載制御回路27により軌道上姿勢決定機能を有
すると同時に、太陽電池パドル34を衛星構体に具備
し、太陽方向制御を行うことにより、大電力を必要とす
る大出力通信ミッション搭載を可能とする。
Embodiment 8 FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram of a supplementary function showing an eighth embodiment of the present invention. In addition to the general concept of FIG.
32 is a GPS receiver, 33 is a paddle control electronic circuit, 34
Is a solar battery paddle and has an on-orbit attitude determining function by an on-board control circuit 27 based on attitude control sensor data. At the same time, a solar battery paddle 34 is provided in a satellite structure to control the sun direction, thereby achieving high power consumption. High-power communication missions that require

【0026】[0026]

【発明の効果】第1の発明によれば、地球周回軌道上の
人工衛星と他の人工衛星、若しくは地球上の地域、及び
地域間の通信を軌道上の光ファイバーを用いて通信する
ことにより、電波干渉を回避することができ、通信伝送
の時間遅れを少なくし、伝送容量を増大することができ
ることにより、地球上の複数の地域間における移動体通
信を行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, communication between an artificial satellite in orbit around the earth and another artificial satellite, or an area on the earth, and communication between the areas using an optical fiber in orbit, Since radio interference can be avoided, the time delay of communication transmission can be reduced, and the transmission capacity can be increased, mobile communication between a plurality of regions on the earth can be performed.

【0027】また、第2の発明によれば、地球周回軌道
上の人工衛星と他の人工衛星、若しくは地球上の地域、
及び地域間の通信を軌道上の光ファイバーを用いて通信
することにより、電波干渉を回避することができ、通信
伝送の時間遅れを少なくし、伝送容量を増大することが
できることにより、地球上の複数の地域間における移動
体通信を行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, an artificial satellite in orbit around the earth and another artificial satellite, or a region on the earth,
Communication between regions using optical fibers in orbit can avoid radio wave interference, reduce the time delay of communication transmission, and increase the transmission capacity. Mobile communication can be performed between the regions.

【0028】また、第3の発明によれば、地球周回軌道
上の人工衛星と他の人工衛星、若しくは地球上の地域、
及び地域間の通信を軌道上の光ファイバーを用いて通信
することにより、電波干渉を回避することができ、通信
伝送の時間遅れを少なくし、伝送容量を増大することが
できることにより、地球上の複数の地域間における移動
体通信を行うことができる。
According to the third aspect of the present invention, an artificial satellite in orbit around the earth and another artificial satellite, or a region on the earth,
Communication between regions using optical fibers in orbit can avoid radio wave interference, reduce the time delay of communication transmission, and increase the transmission capacity. Mobile communication can be performed between the regions.

【0029】また、第4の発明によれば、地球周回軌道
上の人工衛星と他の人工衛星、若しくは地球上の地域、
及び地域間の通信を軌道上の光ファイバーを用いて通信
することにより、電波干渉を回避することができ、通信
伝送の時間遅れを少なくし、伝送容量を増大することが
できることにより、地球上の複数の地域間における移動
体通信を行うことができる。
According to the fourth aspect of the present invention, an artificial satellite in orbit around the earth and another artificial satellite, or a region on the earth,
Communication between regions using optical fibers in orbit can avoid radio wave interference, reduce the time delay of communication transmission, and increase the transmission capacity. Mobile communication can be performed between the regions.

【0030】また、第5の発明によれば、地球周回軌道
上の人工衛星と他の人工衛星、若しくは地球上の地域、
及び地域間の通信を軌道上の光ファイバーを用いて通信
することにより、電波干渉を回避することができ、通信
伝送の時間遅れを少なくし、伝送容量を増大することが
できることにより、地球上の複数の地域間における移動
体通信を行うことができる。
According to the fifth aspect of the present invention, an artificial satellite in orbit around the earth and another artificial satellite, or a region on the earth,
Communication between regions using optical fibers in orbit can avoid radio wave interference, reduce the time delay of communication transmission, and increase the transmission capacity. Mobile communication can be performed between the regions.

【0031】また、第6の発明によれば、地球周回軌道
上の人工衛星と他の人工衛星、若しくは地球上の地域、
及び地域間の通信を軌道上の光ファイバーを用いて通信
することにより、電波干渉を回避することができ、通信
伝送の時間遅れを少なくし、伝送容量を増大することか
できることにより、地球上の複数の地域間における移動
体通信を行うことができる。
According to the sixth invention, an artificial satellite in orbit around the earth and another artificial satellite, or a region on the earth,
Communication between regions using optical fibers in orbit can avoid radio wave interference, reduce the time delay of communication transmission, and increase transmission capacity, and Mobile communication can be performed between the regions.

【0032】また、第7の発明によれば、地球周回軌道
上の人工衛星と他の人工衛星、若しくは地球上の地域、
及び地域間の通信を軌道上の光ファイバーを用いて通信
することにより、電波干渉を回避することができ、通信
伝送の時間遅れを少なくし、伝送容量を増大することが
できることにより、地球上の複数の地域間における移動
体通信を行うことができる。
According to the seventh aspect of the present invention, an artificial satellite in orbit around the earth and another artificial satellite, or a region on the earth,
Communication between regions using optical fibers in orbit can avoid radio wave interference, reduce the time delay of communication transmission, and increase the transmission capacity. Mobile communication can be performed between the regions.

【0033】また、第8の発明によれば、地球周回軌道
上の人工衛星と他の人工衛星、若しくは地球上の地域、
及び地域間の通信を軌道上の光ファイバーを用いて通信
することにより、電波干渉を回避することができ、通信
伝送の時間遅れを少なくし、伝送容量を増大することが
できることにより、地球上の複数の地域間における移動
体通信を行うことができる。
According to the eighth invention, the artificial satellite in orbit around the earth and another artificial satellite, or a region on the earth,
Communication between regions using optical fibers in orbit can avoid radio wave interference, reduce the time delay of communication transmission, and increase the transmission capacity. Mobile communication can be performed between the regions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による宇宙通信方法
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a space communication method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態2による宇宙通信方法
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a space communication method according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態3による宇宙通信方法
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a space communication method according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態4による宇宙通信方法
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a space communication method according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態5による宇宙通信方法
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a space communication method according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態6による宇宙通信方法
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a space communication method according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態7による宇宙通信方法
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a space communication method according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態8による宇宙通信方法
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a space communication method according to an eighth embodiment of the present invention.

【図9】 従来の宇宙通信方法を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a conventional space communication method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 地球を周回する人工衛星、2 光ファイバー路、3
静止衛星、4 地球、5 地球局、6 地上局通信ア
ンテナ、7 地上局受信器、8 地上局送信器、9 地
上通信機器、10 地上ユーザ、11 人工衛星1内の
衛星通信装置、12 衛星通信受信機、13 衛星通信
中継機、14 衛星通信送信機、15衛星内データ処理
装置、16 光信号増幅器、17 受信機、18 送信
機、19 デジタルビーム制御器、20 通信アンテナ
システム、21 コンフォーマルアレイ、22 送受信
素子、23 構体構体、24 太陽電池セル、25 デ
ジタルビーム制御器、26 通信系送信機、28 通信
系受信機、28 地球センサ、29 太陽センサ、30
ジャイロ、31 ビーコン受信機、32 GPS受信
機、33 パドル制御電子回路、34 太陽電池パド
ル。
1 satellites orbiting the earth, 2 optical fiber paths, 3
Geostationary satellite, 4 earth, 5 earth station, 6 earth station communication antenna, 7 earth station receiver, 8 earth station transmitter, 9 earth communication equipment, 10 earth user, 11 satellite communication device in artificial satellite 1, 12 satellite communication Receiver, 13 satellite communication repeater, 14 satellite communication transmitter, 15 satellite data processing device, 16 optical signal amplifier, 17 receiver, 18 transmitter, 19 digital beam controller, 20 communication antenna system, 21 conformal array , 22 transmitting / receiving element, 23 structural body, 24 solar cell, 25 digital beam controller, 26 communication system transmitter, 28 communication system receiver, 28 earth sensor, 29 sun sensor, 30
Gyro, 31 beacon receiver, 32 GPS receiver, 33 paddle control electronics, 34 solar paddle.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 宇宙空間航行体の外部表面に配列された
複数個の素子と、これを制御する制御機器によるデジタ
ルビームフォーミング方式を用いたコンフォーマルアレ
イアンテナによる通信アンテナと、宇宙空間航行体に搭
載された送受信機と中継機を備えた衛星通信装置と、球
状配列した太陽電池セルを搭載した球形人工衛星群をほ
ぼ同一の軌道面内の地球周回軌道に打上げた人工衛星群
と、隣接する人工衛星を光ファイバーケーブルによって
構成した衛星群ネットワークと、衛星に搭載されたコン
フォーマルにより形成された空中線を用いて、軌道上の
衛星間における通信を行うことを特徴とする宇宙通信方
法。
1. A communication antenna comprising a plurality of elements arranged on the outer surface of a spacecraft, a conformal array antenna using a digital beamforming system by a control device for controlling the plurality of elements, and a spacecraft. A satellite communication device equipped with an onboard transceiver and repeater, and a satellite group that launched a spherical satellite group with spherically arranged solar cells into orbit around the earth in almost the same orbit plane, A space communication method characterized by performing communication between satellites in orbit by using a satellite group network in which artificial satellites are constituted by optical fiber cables and an antenna formed by a conformal mounted on the satellites.
【請求項2】 周回軌道の人工衛星群と、衛星間を結合
する光ファイバーケーブルと、衛星に搭載された通信ア
ンテナと送信機と受信機と、衛星通信機器とを備えた移
動、または固定の地球局と、軌道上衛星との間をコンフ
ォーマル空中線を用いてリンクを形成することにより、
複数の地球上の地域間の通信を行うことを特徴とする請
求項1記載の宇宙通信方法。
2. A mobile or fixed earth comprising a group of artificial satellites in orbit, an optical fiber cable connecting between satellites, a communication antenna mounted on the satellite, a transmitter and a receiver, and satellite communication equipment. By forming a link between the station and the in-orbit satellite using a conformal antenna,
2. The space communication method according to claim 1, wherein communication between a plurality of terrestrial regions is performed.
【請求項3】 衛星間を結合する光ファイバーケーブル
を複数本とし、衛星でクロスリンクさせ、冗長構成を取
ることを特徴とする請求項1記載の宇宙通信方法。
3. The space communication method according to claim 1, wherein a plurality of optical fiber cables for connecting the satellites are provided, the satellites are cross-linked, and a redundant configuration is adopted.
【請求項4】 6角形、8角形等の多角形形状の衛星構
体を適用することにより、構体上の太陽電池セルの張り
付けを容易とすることを特徴とする請求項1記載の宇宙
通信方法。
4. The space communication method according to claim 1, wherein a solar cell having a polygonal shape such as a hexagon or an octagon is applied to easily attach solar cells on the structure.
【請求項5】 地球センサ、ジャイロ、太陽センサ等の
姿勢制御センサーデータをベースに搭載制御回路により
軌道上姿勢決定機能を有することにより、デジタルビー
ムフォーミング制御を行い、対衛星、対地球との指向制
御を自立的に行うことを特徴とする請求項1記載の宇宙
通信方法。
5. An on-orbit attitude determination function by an on-board control circuit based on attitude control sensor data such as an earth sensor, a gyro, a sun sensor, etc., thereby performing digital beamforming control and pointing to satellites and the earth. The space communication method according to claim 1, wherein the control is performed autonomously.
【請求項6】 搭載受信機により地上からのビーコン信
号を受信し、搭載制御回路により姿勢決定を行い、デジ
タルビームフォーミング制御を行うことを特徴とする請
求項1記載の宇宙通信方法。
6. The space communication method according to claim 1, wherein a beacon signal from the ground is received by an onboard receiver, an attitude is determined by an onboard control circuit, and digital beamforming control is performed.
【請求項7】 搭載GPS受信機により、衛星軌道、姿
勢情報を検出することにより、デジタルビームフォーミ
ング制御を行い、対衛星、対地球との指向制御を自立的
に行うことを特徴とする請求項1記載の宇宙通信方法。
7. A digital beamforming control is performed by detecting satellite orbit and attitude information by an onboard GPS receiver, and a pointing control with respect to a satellite and the earth is independently performed. 2. The space communication method according to 1.
【請求項8】 姿勢制御センサーデータをベースに搭載
制御回路により軌道上姿勢決定機能を有すると同時に、
太陽電池パドルを衛星構体に具備し、太陽方向制御を行
うことにより、大電力を必要とする大出力通信ミッショ
ン搭載を可能とすることを特徴とする請求項1記載の宇
宙通信方法。
8. An on-orbit attitude determination function is provided by an on-board control circuit based on attitude control sensor data.
2. The space communication method according to claim 1, wherein a solar battery paddle is provided in the satellite structure, and a high-power communication mission requiring high power can be mounted by controlling the sun direction.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2022137341A1 (en) * 2020-12-22 2022-06-30
US11943044B1 (en) * 2019-03-21 2024-03-26 Ast & Science, Llc Continuous communication system using paired identical small satellites

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